На Солнце могут существовать такие же крупномасштабные планетарные волны, как те, что блуждают в атмосфере Земли высоко над поверхностью, согласно исследованию ученых из Национального центра атмосферных исследований США (NCAR).

Подобно тому, как волны Россби, которые формируются на Земле, влияют на погоду, волны, обнаруженные на Солнце, могут быть тесно связаны с солнечной активностью, включая образование солнечных пятен, активные области и вспышки.

«Обнаружение магнитных волн Россби на Солнце открывает новые возможности в предсказании космической погоды», — сообщил ведущий автор работы Скотт Макинтош.

Исследование опубликовано 27 марта в журнале Nature Astronomy.

На Земле волны Россби связаны с траекторией струйного течения и формированием систем низкого и высокого давления, которые, в свою очередь, влияют на локальные метеорологические явления.

Волны образуются во вращающихся жидкостях — в атмосфере и в океанах. Поскольку Солнце вращается и состоит в основном из плазмы, которая действует подобно огромному намагниченному океану, существование волн типа Россби не должно вызывать удивления, пояснил Макинтош.

И все же ученым до недавнего времени не хватало инструментов, чтобы выявить эти волны. В отличие от Земли, которая исследуется спутниками под разными углами, Солнце исторически было доступно для изучения только со стороны Земли.

Но за короткий период (с 2011 по 2014 годы) ученые получили беспрецедентную возможность увидеть сразу всю атмосферу Солнца. За это время наблюдения с помощью Обсерватории солнечной динамики НАСА (SDO), которая находится между Солнцем и Землей, были дополнены данными, полученными с двух аппаратов миссии Solar TErrestrial RElations Observatory (STEREO), вращающихся вокруг Солнца. В общей сложности три обсерватории предоставляли 360-градусный обзор светила, пока в 2014 году не был потерян контакт с одним из последней пары.

«Объединив данные всех трех спутников, мы можем видеть Солнце целиком. Это важно для исследований, подобных этому, когда необходимо, чтобы все измерения относились к одному и тому же времени», — объяснил Дэн Песнелл, научный сотрудник SDO.

Команда использовала снимки, сделанные инструментами SDO и STEREO, чтобы идентифицировать яркие точки короны, которые используются для отслеживания движений вглубь солнечной атмосферы.

Ученые составили комбинацию данных по диаграммам Hovmöller. Этот диагностический инструмент был разработан метеорологами, чтобы подчеркнуть роль волн в атмосфере Земли. Анализ позволил выявить полосы магнитной активности, которые медленно распространяются по Солнцу — точно так же, как волны Россби на Земле.

Открытие может объединить ряд солнечных явлений, связанных с магнитным полем Солнца, включая образование солнечных пятен, их время жизни и происхождение 11-летнего солнечного цикла.

«Вполне возможно, что все это связано, но нам нужен был глобальный взгляд, чтобы увидеть это. Мы полагаем, что люди наблюдали воздействие этих волн в течение десятилетий, но не могли собрать картину целиком», — сказал Макинтош.

«Открытие волн Россби на Солнце может быть важным шагом в совершенствовании предсказаний солнечных бурь — основных факторов воздействия космической погоды на Землю», — отметил Илья Руссев, директор программы в Отделе атмосферных и геокосмических исследований Национального научного фонда.

Плохая погода в космосе может мешать работе спутников, систем связи и навигации, а также приводить к перебоям в электросетях, что влечет за собой огромные социально-экономические потери. По оценкам, эта сумма составляет 10 миллиардов долларов в год.

«Чтобы связать локальную шкалу с глобальным масштабом, нам нужно созвездие космических аппаратов, которые бы окружали Солнце и контролировали эволюцию его глобального магнитного поля», — заключил автор исследования.